[发明专利]一种检测机床直线导轨副加速磨损退化规律的装置

说明书

本发明公开了一种检测机床直线导轨副加速磨损退化规律的装置，其包括上、下两组滑块和八根滑道导轨，其中，上组滑块连接三方向力传感器，三方向力传感器连接到工作台，下组滑块连接基座。本发明检测机床直线导轨副加速磨损退化规律的装置，检测操作简便，缩短了试验时间，降低试验成本；利用本试验装置进行测试可以得到更符合实际工况的试验结果，提高了检测可靠性。

技术领域

本发明涉及精密机械制造技术领域，尤其涉及一种检测机床直线导轨副加速磨损退化规律的装置。

背景技术

机床是指制造机器的机器，亦称工作母机或工具机，简称机床。机床在国民经济现代化的建设中起着重大作用。数控机床是数字控制机床(Computer numerical controlmachine tools)的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。数控机床代表了现代机床控制技术的发展方向，是一种典型的机电一体化产品。精密机床的加工精度在1～0.1μm范围内，精密机床的直线导轨副是数控机床进给系统的主要功能部件，其运行精度和精度退化规律一直是阻碍高精度、高速度数控机床发展的难题。

目前，为了保证直线导轨副传动精度和提高导轨副的刚度，一般都采用增大滚珠直径的方式增加预紧力，一次预紧后在导轨整个使用周期中，滑块没有再次预紧的能力，这样在导轨使用一段时间后，导轨和滑块产生磨损，导致预紧力下降甚至产生间隙，轨道刚度减小并失去定位精度，进而使数控机床加工失去加工精度。尤其对高精度加工机床而言，2微米到3微米的磨损量将导致加工精度的大幅度下降。

为了正确的使用直线导轨副保证数控机床的加工精度，需要研究导轨的磨损及退化机理，目前直线导轨副的本质的磨损机理还不甚明了，很多实验室设计试验台并进行了研究。但是，由于机床工作台是往复运动的而加载气缸是固定不动的，因此，加载试验时加载气缸(液压缸)不能随工作台一起往复运行，以至于加载器件与试验台存在相对移动，不能和工作台同步运行，研究检测直线导轨副的磨损存在较大误差；虽然，在现有技术中有公开采用加载气缸伸出活塞和工作台面通过设置滚动轴承来实现加载和工作台同步，但这种加载方式在运行时施加载荷容易出现不平衡现象，并且试验台结构复杂，增加了滚动体的附属结构使实验结果偏离实际，出现较大误差，更进一步使得计算模型增加了一个滚动连接副并同时产生新的滚动结合面分析问题，增加了分析的复杂性，存在较大误差。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种检测机床直线导轨副加速磨损退化规律的装置，解决上述现有技术中研究数控机床在使用过程中导轨的磨损及退化时的检测误差大的缺陷。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是现有研究数控机床导轨的磨损及退化的直线导轨副磨损试验中加载器件不能和工作台同步运行，检测误差大。

为实现上述目的，本发明提供了一种检测机床直线导轨副加速磨损退化规律的装置，包括上、下两组滑块和八根滑道导轨，其中，上组滑块连接三方向力传感器，三方向力传感器连接到工作台，下组滑块连接基座。

进一步地，所述检测机床直线导轨副加速磨损退化规律的装置，具体包括基座，轴向加载梁，驱动电机及齿轮，左侧限位开关、侧限位开关，垂直加载梁，双侧滑道导轨，齿条，垂直加载气缸，工作平台，径向加载气缸，双侧滑块，右侧限位开关，轴向加载气缸，三方向力传感器；

进一步地，所述滑道导轨为双侧滑块导轨，一侧与基座固连，另一侧与工作平台固定连接；

进一步地，所述驱动电机为具有变速和换向功能的电机；

进一步地，所述变速和换向功能的电机包括步进电动机或者交流伺服电机；

进一步地，所述齿条与齿轮配合，带动双侧导轨往复运行；